天津中國大戲院修繕工程空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

□文/韓釗 康煒

天津中國大戲院修繕工程空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

□文/韓釗 康煒

文物修繕工程與新建工程的空調(diào)設(shè)計(jì)有明顯的不同。冷熱源方案、末端空調(diào)形式、氣流組織等受現(xiàn)狀周邊能源條件、建筑內(nèi)部空間、恢復(fù)原貌的裝修裝飾的極大限制。通過分析現(xiàn)場實(shí)際情況并結(jié)合劇場建筑的特點(diǎn)，最終選定可實(shí)施且不破壞文物建筑的方案。

文物修繕工程；冷熱源方案對比；劇場建筑空調(diào)；氣流組織

文物修繕工程與新建工程的空調(diào)設(shè)計(jì)有明顯的不同。冷熱源方案、末端空調(diào)形式、氣流組織等受現(xiàn)狀周邊能源條件、建筑內(nèi)部空間、恢復(fù)原貌的裝修裝飾的極大限制。

1　工程原狀概況

天津中國大戲院總用地面積約為3 100 m2，建筑面積7 800 m2，始建于1934年，1936年9月建成開業(yè)，由法國樂利建筑工程公司的瑞士工程師洛普（LOUP）和英國工程師楊（B.C.YOUNG）聯(lián)合設(shè)計(jì)，是當(dāng)時(shí)享譽(yù)海內(nèi)外的具有代表性的大型藝術(shù)觀演場所，現(xiàn)為天津市文物保護(hù)單位、天津市重點(diǎn)保護(hù)等級歷史風(fēng)貌建筑。

大戲院至今已經(jīng)過四次修建與改建，但目前建筑殘損與設(shè)備老化日益嚴(yán)重。夏季戲院觀眾廳及舞臺區(qū)僅設(shè)置若干吊裝風(fēng)機(jī)盤管，冷凍水由位于首層的兩臺小型螺桿機(jī)組供給，其他辦公區(qū)域設(shè)置分體空調(diào)。由于制冷量、風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)壓風(fēng)量等嚴(yán)重不足，極大影響了夏季觀眾的觀劇感受。冬季全樓設(shè)置散熱器系統(tǒng)，熱水由位于地下室的一臺電鍋爐提供，由于設(shè)備老化嚴(yán)重，水溫?zé)o法滿足要求且耗能巨大，運(yùn)行費(fèi)用高昂。最嚴(yán)重的是全樓并未根據(jù)現(xiàn)行消防規(guī)范設(shè)置防排煙設(shè)施。觀演區(qū)人員密集，最高挑高處達(dá)19 m，未設(shè)置任何機(jī)械排煙設(shè)施是全樓重大安全隱患。

2　設(shè)計(jì)參數(shù)

各房間夏冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1　備房間夏冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

3　冷熱源方案分析

3.1機(jī)房位置的選取

與新建建筑不同，文物建筑不能隨思拆改，方案確定初期還應(yīng)考慮設(shè)備機(jī)房對冷熱源形式的限制。原建筑地下室大部分凈高僅1.9 m，局部凈高2.3 m，鍋爐房設(shè)置于地下室。修繕后擬設(shè)置給中水泵房、消防泵房、消防水池及電氣設(shè)備房間，已沒有空間設(shè)置冷熱源機(jī)房。原制冷機(jī)房設(shè)置于首層，面積約74 m2，修繕后保留。建筑主體屋面設(shè)置舞臺設(shè)備，局部二層及三層屋面空置，面積約200 m2，即修繕后可用于設(shè)置冷熱源及相關(guān)設(shè)備的空間僅限于首層原機(jī)房位置及二層或三層局部屋面。

3.2使用功能及使用時(shí)間分析

按使用功能分區(qū)明確，分為中心觀演區(qū)及外圈商業(yè)辦公區(qū)。中心觀演區(qū)為開敞空間，人員密集、層高較高，僅間歇使用，每周平均演出三場，單場演出時(shí)間3 h左右。外圈商業(yè)辦公區(qū)主要包括戲院相關(guān)辦公室、出租小商鋪及快捷酒店住宿房間。房間分割細(xì)致，層高均在3.5 m左右。辦公及小商鋪僅白天使用，快捷酒店全天使用，修繕后分租給各業(yè)主。全樓大部分負(fù)荷集中在中心觀演區(qū)，但持續(xù)時(shí)間短，使用時(shí)間多在夜間。快捷酒店客房夏季使用家用分體空調(diào)，冬季由戲院統(tǒng)一供應(yīng)熱水。戲院辦公區(qū)域無演出時(shí)僅白天工作時(shí)間使用，演出時(shí)與觀演區(qū)同時(shí)使用。

3.3備備選方案的對比

由于市政熱網(wǎng)按面積收費(fèi)，而中心觀演區(qū)使用時(shí)間短，大部分時(shí)間僅需值班采暖且之前該樓一直未開通市政供熱，故不傾向于冬季使用市政供熱。原冬夏季均使用電能供熱制冷，電力充足，傾向沿用原能源使用情況。考慮該建筑諸多限制因素，最終選定3種冷熱源組合形式，分析各自優(yōu)缺點(diǎn)、初投資及運(yùn)行費(fèi)用，最終選定最優(yōu)方案，見表2和表3。

表2　3種冷熱源方案

表3　備方案優(yōu)缺點(diǎn)

續(xù)表3

3.4冷熱源方案的確定

最終考慮能源增容費(fèi)、能源配套設(shè)施費(fèi)、站房的改造建設(shè)費(fèi)用、冷熱源主機(jī)及末端設(shè)備、管路費(fèi)用，配套控制系統(tǒng)費(fèi)用等，初投資由高到低的順序?yàn)榉桨?、方案2、方案3。運(yùn)行費(fèi)用方案2與方案3相差不大，方案1顯著高于其余二者。最終選用兩臺一體化燃?xì)庑弯寤囍比紮C(jī)組（制冷主機(jī)、冷卻塔、水泵及水處理裝置集成為一個(gè)模塊），機(jī)組放置于三層局部屋面，不需占用建筑內(nèi)面積用于站房建設(shè)，機(jī)組荷載提供給結(jié)構(gòu)專業(yè)，一并考慮加固方案。直燃機(jī)組夏季提供7～14℃冷水，冬季提供65～55 ℃溫水。

4　空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

開敞空間觀眾廳、舞臺區(qū)均采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。分隔細(xì)致的辦公區(qū)、后臺化妝區(qū)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。

4.1觀眾廳空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

觀眾席分兩層，其中一層座位599個(gè)，二層座位396個(gè)。整個(gè)觀眾廳吊頂后高度達(dá)13 m左右。為盡量減小對原坐席的破壞，沒有條件應(yīng)用座椅送風(fēng)，為保持原古樸簡潔的風(fēng)格，還應(yīng)盡量隱藏風(fēng)口。最終觀眾席一層層高較低的區(qū)域結(jié)合精裝修采用條縫風(fēng)口下送，挑高的區(qū)域，沿挑檐布置一圈側(cè)送條縫風(fēng)口；二層結(jié)合精裝修采用旋流風(fēng)口下送。回風(fēng)口結(jié)合雙層隔音墻體，設(shè)置于后排側(cè)墻。選用兩臺35 000 m3/h風(fēng)量的全空氣組合式空調(diào)機(jī)組，室內(nèi)沒有設(shè)置空調(diào)機(jī)房的空間，組合式空調(diào)機(jī)組一臺放置于二層局部屋面，一臺放置于另外一側(cè)三層局部屋面。為節(jié)省耗冷耗熱量，采用帶全熱回收的組空且全熱回收器帶旁通裝置，可實(shí)現(xiàn)過渡季全新風(fēng)運(yùn)行，見圖1。

圖1　觀眾廳氣流組織

4.2舞臺空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

舞臺長24.7 m、寬14.2 m、高度達(dá)15 m。舞臺區(qū)經(jīng)常需吊掛用于布景的裝飾紗布等，風(fēng)速稍高就會導(dǎo)致其飄動(dòng)，影響演出效果。為此送風(fēng)設(shè)置于舞臺長度方向兩側(cè)，采用雙層百葉下送風(fēng)口，風(fēng)口距地面4.5 m。回風(fēng)管順靠近舞臺中央立柱引致地面，后期精裝一并處理。回風(fēng)口設(shè)置于距地100 mm，利于將送風(fēng)引致人員活動(dòng)區(qū)。同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制觀眾廳和舞臺區(qū)的送排風(fēng)比例，保證各區(qū)域正壓值接近，見圖2。

圖2　舞臺區(qū)氣流組織

5　空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

全樓采用一次泵變流量兩管制系統(tǒng)。根據(jù)使用時(shí)間、朝向、水力工況的不同，劃分為4個(gè)環(huán)路，分別為前廳及辦公區(qū)風(fēng)機(jī)盤管、觀眾區(qū)組合式空調(diào)機(jī)組、舞臺區(qū)組合式空調(diào)機(jī)組、化妝區(qū)風(fēng)機(jī)盤管、觀眾及舞臺挑高區(qū)地板采暖（夏季關(guān)閉）。由于每天僅夜間約3 h左右有演出，其余大部分時(shí)間僅辦公區(qū)有人員長期停留，應(yīng)選用低負(fù)荷下運(yùn)行效率高的機(jī)組。

6　結(jié)語

天津中國大戲院竣工開始運(yùn)行，各區(qū)域溫濕度、噪音等參數(shù)滿足設(shè)計(jì)使用要求，同時(shí)運(yùn)行費(fèi)用也較改造前有大幅降低。

作為歷史風(fēng)貌建筑的修繕工程，與新建建筑空調(diào)設(shè)計(jì)有明顯區(qū)別，應(yīng)注思以下幾點(diǎn)：首先，老建筑往往位于市中心老街區(qū)，冷熱源方案選擇時(shí)，一方面考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性，同時(shí)要結(jié)合周邊已有的市政條件，盡量減少重新破土引入管線的工程量；其次，老建筑原來往往沒有設(shè)置集中的空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)備用房的位置一方面考慮噪音、管線順暢等，同時(shí)還應(yīng)盡量避免破壞原建筑的房間分隔；再次，要緊密配合精裝修，做好恢復(fù)原貌的工作，風(fēng)口的布置滿足氣流組織的前提下不能破壞原建筑古樸的裝飾風(fēng)格，做到“修舊如舊”。

□康煒/成都皇洼方中建筑設(shè)計(jì)有限公司西安分公司。

TU831.3

C

1OO8-3197（2O16）O1-72-O3

2O15-11-16

韓釗/男，1985年出生，工程師，碩士，天津市房屋鑒定建筑設(shè)計(jì)院，從事暖通及紿排水設(shè)計(jì)研究工作。

□DOI編碼：1O.3969/j.issn.1OO8-3197.2O16.O1.O25